電氣控制柜中隔振系統(tǒng)的設(shè)計要求

劉相龍

（山東勝利通海集團(tuán)東營天藍(lán)節(jié)能科技有限公司，山東 東營 257200）

0 引 言

電氣控制柜作為電氣自動控制系統(tǒng)的重要組成部分，是系統(tǒng)功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)。近年來，隨著電氣化自動控制技術(shù)的不斷提升，其應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛。電源與開關(guān)是電氣控制柜的重要組成部分，同時還包括負(fù)責(zé)配電和線路保護(hù)。自動控制柜功能的實現(xiàn)，不僅需要依賴斷路器和接觸器，同時還會用到繼電器、變頻器、PLC和接線端子等各種電子元件。通過將各種電氣元件有效組合至電柜內(nèi)部，實現(xiàn)對設(shè)備功率大小及其數(shù)量多少的有效控制。其中，隔振系統(tǒng)能夠最大程度保障電氣控制柜的安全可靠運行，是電氣控制柜設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。因此，為滿足新時代背景下電氣設(shè)備的發(fā)展要求，需對隔振系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行探討與分析。

1 隔振系統(tǒng)的必要性

電氣控制柜作為一種組合類型的設(shè)備，在機(jī)械環(huán)境作用下，易受到各種因素的影響，尤其是在航空飛機(jī)、艦船以及列車上，控制柜內(nèi)部經(jīng)常受到震動和沖擊，容易對結(jié)構(gòu)件和零器件造成影響，只有有效消除這些干擾因素，方能保證電氣控制柜的安全穩(wěn)定運行。隔振系統(tǒng)在電氣控制柜中具有非常重要的地位，對電氣設(shè)備的使用年限有著重大影響。因此，探討電氣控制柜中隔振系統(tǒng)的設(shè)計意義重大，可提升電氣行業(yè)的發(fā)展水平[1]。

2 沖擊和振動對電氣控制柜造成的危害

在外界運行環(huán)境下，電氣控制柜如受到干擾會出現(xiàn)共振效應(yīng)，倘若這種振動活動過于頻繁，還會形成大的振幅。電氣設(shè)備受速度和振幅的影響過大，在超過正常值后，或單純因外部沖擊力的影響，皆會導(dǎo)致電氣控制柜無法正常發(fā)揮功能。此外，在長時間使用后，電氣控制柜中各設(shè)備材料會由于超負(fù)荷運用，或因外界沖擊力和振動因素的影響，內(nèi)部元件出現(xiàn)損壞，影響價值發(fā)揮。

在隔振系統(tǒng)設(shè)計過程中，若未做到有效考慮外部因素與機(jī)械環(huán)境對設(shè)備元件造成的影響，會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障和損壞。此外，不科學(xué)的設(shè)計流程也會使隔振系統(tǒng)的功能發(fā)揮受限。因此，加強(qiáng)對隔振系統(tǒng)的設(shè)計研究意義重大，為確保電氣控制柜的質(zhì)量，必須要注重隔振系統(tǒng)的設(shè)計。隔振系統(tǒng)設(shè)計和機(jī)柜設(shè)計是電氣控制柜抗沖擊力設(shè)計的主要組成。

3 隔振系統(tǒng)設(shè)計

對電氣控制柜而言，完全消除運行過程中機(jī)械環(huán)境的影響是不可能的。因此，消除振源非常關(guān)鍵。避免振源對電氣設(shè)備運行造成的影響與干擾，必須要重視隔振系統(tǒng)的設(shè)計，通過科學(xué)合理的設(shè)計規(guī)避外界影響因素對電氣控制柜造成的影響[2]。

3.1 分析隔振原理

隔振系統(tǒng)的設(shè)計主要采用強(qiáng)迫振動理論，在基礎(chǔ)隔離激振傳遞振幅中存在一定的規(guī)律性，需要依照傳遞曲線對頻幅效應(yīng)特性進(jìn)行系統(tǒng)分析，如頻率比用γ來表示，隔振傳遞率用η來表示，阻尼比用D表示。隔振系統(tǒng)可放大基礎(chǔ)激勵振幅運動作用，進(jìn)而形成共幅，此時會出現(xiàn)大約等于1的峰值。在共振效應(yīng)發(fā)生時，阻尼比對振幅的幅度極值有著決定性的作用，為使共振峰值得到有效減低，必須增大阻尼比比值。此外，振動減弱會使隔振系統(tǒng)產(chǎn)生隔振現(xiàn)象。

3.2 隔振系統(tǒng)設(shè)計要點

在電氣自動控制柜隔振系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要充分考慮控制柜的結(jié)構(gòu)和外形，保證其支撐方式更加科學(xué)，具備良好的剛度。為避免負(fù)荷影響造成電氣控制柜出現(xiàn)變形與彎曲，不應(yīng)將隔振器間距設(shè)計為過大，必須要確保各支承點能夠均勻負(fù)載。同時，需要對隔振器進(jìn)行不同型號和強(qiáng)度的合理選擇，依照實驗測試結(jié)果在一定范圍內(nèi)對其實施有效調(diào)整，在標(biāo)注載荷值后，方可生產(chǎn)采購，并確保隔振器載荷的剛度與之相符。此外，還應(yīng)充分參考非耦合環(huán)境下隔振器在支撐方式上的布置情況，在中心層面安裝隔振器時，若設(shè)備重心偏高，可采取措施降低重心，在確保設(shè)備重量的前提下，提高底部質(zhì)量，并在其側(cè)面和背面增設(shè)隔振器，減輕耦合振動的強(qiáng)度，降低其出現(xiàn)頻率，增強(qiáng)設(shè)備在外界運行環(huán)境中的動態(tài)穩(wěn)定性。隔振器在機(jī)械環(huán)境下自身性能的優(yōu)越性，是確保設(shè)備正常運行的關(guān)鍵。必須在充分考慮隔振性能和隔斷沖擊性能的前提下，科學(xué)選擇隔振器，并充分考慮電氣設(shè)備的復(fù)雜條件與運行過程中的最大加速度，科學(xué)地設(shè)置阻尼值。

考慮到阻尼比規(guī)律特性與固有頻率是隔振器運行中固有的特點，若阻尼比在共振區(qū)發(fā)生較大，便不會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。然而，如果阻尼比在隔振區(qū)發(fā)生較小，會導(dǎo)致傳遞率降低，呈現(xiàn)出較好的阻斷沖擊和隔振效果。依照上述原理，在電氣控制柜隔振系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)注意如下要求：（1）必須符合外部環(huán)境使用條件，具有很好的抗腐蝕性和良好的動態(tài)穩(wěn)定性；（2）確保隔振器載荷受力均勻，在選擇隔振器型號時，以高質(zhì)量產(chǎn)品為首選；（3）若各支點載荷承受較大，應(yīng)保持相等的隔振器撓度，保證電氣控制柜水平效果良好，提升其隔振能力；（4）在充分考慮相關(guān)參數(shù)的前提下選擇隔振器，保證設(shè)備性能，倘若制定寬泛的基礎(chǔ)激勵頻率范圍，可選擇“無諧振”特性的隔振器。

4 結(jié) 論

在電氣控制柜中隔振系統(tǒng)起著異常關(guān)鍵的作用，對其機(jī)械運動相關(guān)原理分析，在隔振系統(tǒng)的各種問題的應(yīng)對方面意義重大。鑒于電氣控制柜易受到多方面因素的影響，全面展現(xiàn)其動力學(xué)模型關(guān)系存在很大的難度，但可以做到科學(xué)準(zhǔn)確地驗證隔振系統(tǒng)的設(shè)計，從而有效獲取數(shù)據(jù)信息。因此，相關(guān)人員要重視隔振系統(tǒng)的設(shè)計，在實際運行中積累經(jīng)驗，從而提升設(shè)計水平，保障設(shè)計質(zhì)量。